Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературных данных 8
1.1. Характеристика техногенной нагрузки на речной бассейн Московского региона 10
1.2. Экологическое состояние Московского региона 11
1.3. Экологическое состояние р. Москвы в черте города 12
1.4. Критерии оценки воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения 15
2. Методы и объемы исследований 19
2.1. Методы исследований 19
2.1.1. Полевые методы исследований и отбор проб объектов окружающей среды 19
2.1.1.1. Определение радиационных параметров 19
2.1.1.2. Отбор проб 20
2.1.2. Лабораторные методы исследования проб 21
2.1.2.1. Определение механических свойств почвы и донных отложений 21
2.1.2.2. Определение радиационных параметров 22
2.1.2.3. Определение химического состава 22
2.1.3. Математические методы обработки данных 23
2.2. Объем исследований 23
2.3. Сравнительная оценка результатов полевых и лабораторных гамма-спектрометрических методов радиационного контроля (материалы собственных исследований) 25
3. Критерии оценки антропогенного воздействия на окружающую среду 30
3.1. Критерии гигиенической оценки воздействия радиационных факторов 30
3.2. Критерии гигиенической оценки воздействия токсичных факторов 32
3.2.1. Оценка химического загрязнения почв 32
3.2.2. Оценка химического загрязнения поверхностных водных объектов 34
3.3. Научное обоснование критериев комплексной оценки 36
3.3.1. Определение фонового содержания радионуклидов и тяжелых металлов в почве 36
4. Характеристика радиационно-опасных объектов г. Москвы 43
4.1. Распределение радиационно-опасных объектов по территории г. Москвы 43
4.2. Анализ изотопного состава и разрешенной годовой активности используемых открытых источников ионизирующего излучения 44
4.3. Категорирование радиационных объектов по степени потенциальной опасности 47
5. Характеристика радиационного состояния судоходных водных объектов московского региона 54
5.1. Мощность эффективной дозы гамма-излучения 54
5.2. Радиационные параметры поверхностных вод 57
5.3. Радиационные параметры донных отложений 59
5.4. Влияние механического состава донных отложений на накопление техногенных
и природных радионуклидов 65
6. Радиационно-гигиеническая характеристика реки москва в черте города 71
6.1. Оценка радиационного состояния 71
6.1.1. Поверхностные воды 72
6.1.2. Донные отложения 73
6.2. Фоновые значения радиационных параметров водных объектов 78
6.3. Анализ химического состояния 79
6.3.1. Вода 79
6.3.2. Донные отложения 81
7. Радиационно-гигиеническая оценка водных объектов в районе радиационных предприятий высокого и повышенного уровней воздействия на окружающую среду 85
7.1. Соболевский ручей 86
7.1.1. Мощность эффективной дозы гамма-излучения 86
7.1.2. Характеристика поверхностных вод 87
7.1.3. Характеристика донных отложений 88
7.1.4. Характеристика почвы, травы и водорослей 90
7.2. Участок р. Москвы с прилегающим к ГП «Московский завод полиметаллов» береговым склоном 92
7.2.1. Характеристика радиационных параметров 93
7.2.1.1. Вода 93
7.2.1.2. Мощность эффективной дозы гамма-излучения 94
7.2.1.3. Почва и донные отложения 94
7.2.2. Характеристика нерадиационных параметров 97
7.2.2.1. Вода 97
7.2.2.2. Почва и донные отложения 98
7.3. Участок р. Лихоборка с прилегающим к Опытному химико-технологическому заводу береговым склоном 101
7.3.1. Мощность эффективной дозы гамма-излучения 102
7.3.2. Радиационная характеристика почвы и донных отложений 103
8. Оценка риска для здоровья населения 107
8.1. Оценка риска воздействия радиационных факторов для здоровья населения 107
8.1.1. Методические основы расчета риска 107
8.1.2. Результаты расчета радиационного риска и их оценка
8.2. Оценка риска воздействия радиационных и токсичных ф расположения радиационно-опасного объекта
Выводы
Список использованной литературы
Приложение
- Критерии оценки воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения
- Сравнительная оценка результатов полевых и лабораторных гамма-спектрометрических методов радиационного контроля (материалы собственных исследований)
- Определение фонового содержания радионуклидов и тяжелых металлов в почве
- Анализ изотопного состава и разрешенной годовой активности используемых открытых источников ионизирующего излучения
Введение к работе
Актуальность проблемы
Стратегия охраны здоровья населения и окружающей среды в настоящее время претерпела существенные изменения, суть которых заключается в комплексном подходе учета многочисленных факторов, влияющих на здоровье человека (Рахманин Ю.А., 1998-2006; Онищенко Г.Г., 2000-2006; Иванов СИ., 2000). В Российской Федерации на протяжении ряда лет продолжают оставаться чрезвычайно актуальными вопросы качества объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Многолетние социально-гигиенические исследования состояния водных объектов показывают, что практически все водоисточники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию радиационных и нерадиационных факторов (Моржухина СВ., 2000; Клименко И.А., 2003; Красовский Г.Н., 1990-2006). Сложившаяся ситуация обуславливает необходимость проведения комплексной гигиенической оценки состояния водных объектов, включающей воздействие различных факторов. Особенно это касается таких крупных мегаполисов как г. Москва, где на территории речного бассейна размещено значительное количество предприятий, представляющих угрозу радиационного и токсичного загрязнения окружающей среды (Левчук А.В., 2000).
В настоящее время на территории г. Москвы расположено более 1900 объектов, использующих источники ионизирующего излучения, в числе которых предприятия по обогащению урана и вьщелению редкоземельных элементов (Радиационно-гигиенический паспорт г. Москвы, 2005). Причем часть таких радиационно-опасных объектов находится в непосредственной близости от поверхностных водоемов и водотоков хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. В отечественной и зарубежной литературе данные по изучению динамики накопления радионуклидов и тяжелых металлов в поверхностных водных объектах мегаполиса, как правило, отсутствуют.
В настоящее время общепризнанным инструментом для характеристики влияния факторов окружающей среды на здоровье населения является оценка риска (Онищенко Г.Г., 2002; Рахманин Ю.А., Новиков СМ., Румянцев Г.И., 2002). Отдельные работы посвящены гигиенической характеристике риска в административных округах г. Москвы, где представлены оценки риска от воздействия химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух г. Москвы (Новиков СМ., Шашина Т.А., Скворцова Н.С, 2001-2006). Поэтому исследования по оценке риска возникновения отдаленных последствий водного фактора для здоровья населения на основе содержания долгоживущих радионуклидов техногенного и природного происхождения и тяжелых металлов в водных объектах, почве береговых склонов заслуживают особого внимания.
В связи с этим определение степени потенциальной опасности радиационных объектов и оценка их влияния на речной бассейн являются важнейшими задачами гигиенической науки и санитарной практики.
Цель работы
Целью настоящей работы явилась комплексная радиационно-гигиеническая оценка влияния предприятий, работающих с источниками ионизирующего излучения, на объекты речного бассейна Московского региона.
Основные задачи
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
Разработать классификацию потенциальной опасности радиационных объектов г. Москвы по уровню воздействия на окружающую среду и население.
Осуществить комплексную радиационно-гигиеническую оценку судоходной части акватории Московского бассейна, включающую определение содержания радионуклидов и тяжелых металлов в водных объектах и береговых склонах.
Выделить аномальные участки на территории речного бассейна Московского региона и оценить их радиационно-гигиеническое значение.
4. Оценить риски возникновения отдаленных последствий воздействия
радионуклидов и тяжелых металлов, присутствующих в поверхностных водных объектах и
почве прилегающих береговых склонов.
Научная новизна
На основании проведенных исследований выполнена классификация уровней воздействия на окружающую среду и население радиационно-опасных объектов I категории потенциальной опасности.
Впервые проведены комплексные исследования по изучению содержания радионуклидов и тяжелых металлов в судоходных объектах акватории Московского региона. Обоснованы критерии оценки содержания элементов в воде и донных отложениях водных объектов и почве береговых склонов. Изучена динамика накопления и определены содержания радионуклидов и тяжелых металлов в зависимости от механического состава донных отложений. Разработаны критерии оценки воздействия радиационных и токсичных факторов на речной бассейн.
7 Практическая значимость
Предложена классификация радиационно-опасных объектов I категории по уровню воздействия на окружающую среду. Оценено воздействие объектов с «Высоким» уровнем опасности загрязнения окружающей среды и облучения населения на водные объекты Московского региона. Результаты радиационно-экологического мониторинга использованы при разработке «Контрольных уровней содержания радионуклидов в объектах окружающей среды г. Москвы» и методики радиационного контроля «Отбор и первичная подготовка проб водных объектов с использованием мобильного комплекса» (МРК-РЭМ-76-03).
Апробация работы
По теме диссертации опубликовано 4 статьи в ведущих научных журналах России. Основные положения диссертации доложены на:
Международной студенческой научной конференции «Ядерное будущее: безопасность, экономика и право» (Санкт-Петербург, 30 января - 4 февраля 2006г.);
7-ом Международном конгрессе ЭКВАТЭК-2006 «Вода: экология и технология» (Москва, 30 мая - 2 июня 2006 г.);
Конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 45-летию ГУЛ МосНПО «Радон» «Обращение с радиоактивными отходами. Проблемы и решения» (Сергиев-Посад, 15 сентября 2006 г.);
Пятой Российской конференции по радиохимии «Радиохимия - 2006» (Дубна, 23-27 октября 2006 г.).
Четвертой молодежной конференции «Ядерный комплекс Урала: (Озерск, 18-20 апреля 2007 г.)
Основные положения, выносимые на защиту
Классификация радиационно-опасных объектов по уровню опасности загрязнения окружающей среды и облучения населения.
Методические основы комплексного исследования влияния радиационных и токсичных факторов на объекты речного бассейна.
Характеристика радиационно-экологического состояния судоходных путей Московского региона с определением фоновых содержаний радионуклидов в зависимости от механического состава донных отложений.
Гигиеническая оценка участков повышенного содержания радионуклидов и тяжелых металлов, обусловленных многолетней деятельностью радиационно-опасных объектов.
Критерии оценки воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения
При внешнем воздействии на организм и при поступлении через органы дыхания и пищеварения химические и радиоактивные вещества, загрязняющие воду оказывают негативное влияние на здоровье населения [45, 46]. Задача гигиенической науки заключается в том, чтобы выявить и измерить силу влияния вредных факторов, включая и радиационный, на здоровье населения.
Для характеристики влияния факторов окружающей среды на здоровье населения в настоящее время используется методология оценки риска [47,48].
В общем понимании, риск - это произведение вероятности возникновения неблагоприятного события на его последствия (ущерб, вред и пр.). Определение, регламентированное Федеральным законом "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г. интегрирует несколько разноплановых понятий о риске (риск здоровью, экологический риск, риск повреждений имущества) [49].
Оценка риска для здоровья человека - это процесс установления вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных эффектов у человека, обусловленных воздействием факторов окружающей среды.
Современная методология оценки риска характеризуется максимальным учетом множества источников, маршрутов и путей воздействия, разнообразных критериев эффекта. Этот сложный комплексный подход основан на оценке так называемого кумулятивного риска, который обусловлен накоплением токсических сходных эффектов, возникающих при одновременном поступлении различными путями из разных объектов окружающей среды вредных веществ, и требует тщательного анализа вклада каждого из этих факторов в конечный эффект.
Под радиационным риском понимают - вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения [4]. В настоящее время преимущественно используются гигиенические критерии, ориентированные на радиационную безопасность человека. Коэффициенты относительного и абсолютного риска обобщены в трудах Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и Научного комитета по действию радиации при ООН (НКДАР ООН) [50-66]. Риск для отдельного человека может реализоваться или не реализоваться в течение его жизни после облучения независимо от дозы, которую он получил. Однако для человека, получившего высокую дозу облучения, вероятность заболеть раком выше [67]. Поэтому МКРЗ и НКДАР ООН приняли беспороговую концепцию действия ионизирующего излучения, то есть не отрицается теоретическая возможность возникновения отрицательных эффектов при воздействии ионизирующих излучений в любых малых дозах на организм человека.
Согласно НРБ-99 предел индивидуального пожизненного риска в условиях нормальной эксплуатации для техногенного облучения в течение года принимается: для персонала -1,0-10"3; для населения-5,0-10"5. Уровень пренебрежимого радиационного риска, составляющий 10"6, разделяет область оптимизации риска (уровни риска, требующие снижения) и область безусловно приемлемого риска (минимальный уровень риска, снижение ниже которого нецелесообразно). Как указано в НРБ-99, риски, связанные с воздействием излучения, следует сопоставлять с рисками нерадиационного происхождения.
В соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» риск для здоровья - это вероятность развития угрозы жизни или здоровью человека либо угрозы жизни или здоровья будущих поколений, обусловленная воздействием факторов среды обитания [68]. Оценку рисков для здоровья населения при воздействии химических веществ рекомендовано проводить на основе системы критериев приемлемости (табл. 1). Первый диапазон риска (индивидуальный риск в течение всей жизни, равный или меньший 1-Ю"6, что соответствует одному дополнительному случаю серьезного заболевания или смерти на 1 млн. экспонированных лиц) характеризует такие уровни риска, которые воспринимаются всеми людьми, как пренебрежимо малые, не отличающиеся от обычных, повседневных рисков. Подобные риски не требуют никаких дополнительных мероприятий по их снижению и их уровни подлежат только периодическому контролю.
Второй диапазон соответствует предельно допустимому риску, т.е. верхней границе приемлемого риска. Данные уровни риска подлежат постоянному контролю.
Третий диапазон (индивидуальный риск в течение всей жизни 1-Ю"4 - 1-Ю"3) приемлем для профессиональных групп и неприемлем для населения в целом. Появление такого риска требует разработки и проведения плановых мероприятий по снижению рисков, которые должны основываться на результатах более углубленной оценки различных аспектов существующих проблем и установлении степени их приоритетности по отношению к другим гигиеническим, экологическим, социальным и экономическим проблемам данной территории.
Четвертый диапазон (индивидуальный риск в течение всей жизни равный или больше 1-Ю"3) неприемлем ни для населения, ни для профессиональных групп. При его достижении необходимо давать рекомендации для лиц, принимающих решения о проведении экстренных мер.
В условиях многофакторного воздействия происходит суммация эффектов от химических и радиационных воздействий на население. Следует подчеркнуть, что для химического и радиационного канцерогенеза характерно наличие большого периода между воздействием и возможным появлением рака (латентный период), который может составлять десятки лет. Согласно публикациям ВОЗ, а также методическим документам ряда зарубежных стран, в настоящее время при оценке индивидуального пожизненного риска для здоровья, обусловленного воздействием радиационных и химических факторов, целесообразно ориентироваться на представленную ниже классификацию (табл. 2).
Для уточнения задач исследований целесообразно проводить предварительную скрининговую оценку, предусматривающую ускоренную характеристику риска на основе имеющихся или полученных в процессе исследований ограниченных данных. При скрининговой оценке расчет риска проводят в отношении максимально экспонируемого индивида - гипотетического человека, подвергающегося максимально возможному воздействию загрязненной среды в течение всей жизни. Для предварительной оценки, как правило, выбирается наиболее консервативный сценарий воздействия. Если даже при самом консервативном сценарии воздействия полученные величины риска не превышают уровни приемлемого риска, проведение расширенных исследований по полной схеме может оказаться не целесообразным.
Концепция риска, принятая в большинстве развитых стран, в том числе и в Российской Федерации, является надежным аналитическим инструментом, позволяющим научно определить факторы риска для здоровья человека. Поэтому исследования по оценке риска возникновения отдаленных последствий водного фактора для здоровья населения на основе воздействия долгоживущих радионуклидов техногенного и природного происхождения и тяжелых металлов, присутствующих в водных объектах и почве береговых склонов, заслуживают особого внимания.
Сравнительная оценка результатов полевых и лабораторных гамма-спектрометрических методов радиационного контроля (материалы собственных исследований)
Отбор проб почвы проведен методом конверта в соответствии со стандартной методикой. Пробы воды отобраны с борта теплохода в соответствии с Методикой радиационного контроля. Для отделения присутствующей в воде взвеси использована установка параллельной фильтрации «Мидия» с набором фильтров ФПП-15-1.5. Пробы донных отложений поверхностного слоя отобраны с использованием пробоотборника типа «Драга», колонки грунта с помощью модифицированного штангового пробоотборника на основе устройства НПО «Тайфун».
Лабораторные методы определения радиационных параметров проб окружающей среды включали использование высокочувствительных радиометрических и спектрометрических приборов с применением радиохимических методов концентрирования и выделения изотопов. Суммарная альфа- и бета-активность донных отложений и почвы измерена на низкофоновом полупроводниковом радиометре УМФ-2000, радионуклидный состав гамма-излучателей на сцинтилляционном спектрометре с детектором на основе Nal(Tl). Определение суммарной альфа- и бета-активности проб воды проведено на жидкостном сцинтилляционном анализаторе TRI-CARB 2550 TR/AB, гамма-излучатели с помощью спектрометра на основе HP Ge детектора. Для анализа химического состава твердофазных объектов использован метод рентгенофлуоресцентной спектрометрии (XRF) на спектрометре PW-2400 (Philips Analytical B.V., Нидерланды). Определение содержания тяжелых металлов в воде выполнено методом индукционно-связанной плазмы с масс-детектированием (ICP-MS) на приборе VG PlasmaQuad (Англия).
В ходе проведенной работы методом непрерывной автоматической гамма-съемки определена МЭД ГИ над поверхностью воды судоходных путей Московского региона общей протяженностью 510 км. Методом пешеходной гамма-съемки обследовано 0,6 км2 береговых склонов. При этом отобрано: 219 проб поверхностной воды, 543 пробы донных отложений, 91 проба почвы.
Сравнение результатов измерений полевых и лабораторных гамма-спектрометров показало хорошую сходимость результатов при измерении удельных активностей радионуклидов 40К и 232Th. При удельной активности 226Ra полевые гамма-спектрометры дают завышенные результаты на более, чем 30 %, за счет влияния продуктов распада радона. Определение 137Cs в полевых условиях шпуровым методом не является оптимальным, поскольку данный радионуклид на 90 % сконцентрирован в поверхностном слое почвы.
Основные критерии оценки степени радиационной безопасности для населения изложены в «Нормах радиационной безопасности» (НРБ-99) [4] и «Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ-99) [74]. В перечисленных нормативных документах регламентированы дозовые пределы поступления природных и техногенных радионуклидов с вдыхаемым воздухом, пищей и питьевой водой.
Требования по обеспечению радиационной безопасности населения при потреблении питьевой воды включают следующие основные положения [4,75]: - при содержании природных и искусственных радионуклидов в питьевой воде, создающих эффективную дозу облучения населения меньше 0,1 мЗв/год, не требуется проведения мероприятий по снижению ее радиоактивности; - критерием не превышения указанной дозы за счет питьевой воды является содержание отдельных радионуклидов в воде ниже уровня вмешательства (УВ) для стандартного водопотребления 730 кг в год; - при совместном присутствии в воде нескольких радионуклидов доза облучения населения не превысит 0,1 мЗв/год, если для них выполняется условие: где А; - удельная активность і-го радионуклида в воде, УВ; - соответствующий уровень вмешательства, приведенный в П-2 НРБ-99. При этом эффективная доза облучения населения за счет содержания искусственных радионуклидов в питьевой воде не должна превышать 0,1 мЗв/год. Предварительная оценка допустимости использования воды для питьевых целей может быть проведена по удельной суммарной альфа- и бета-активности, которая не должна превышать 0,1 и 1,0 Бк/кг, соответственно. При возможном присутствии в воде 3Н, 14С, 1311, Pb, Ra и Th определение удельной активности этих радионуклидов в воде является обязательным. Порядок организации и проведения радиационного контроля воды источников водоснабжения и питьевой воды установлен МУ 2.6.1.1981-05 [76]. Следует особо подчеркнуть, что существующие в настоящее время уровни содержания радионуклидов в объектах окружающей среды значительно ниже (на 104 - 107) допустимых уровней, регламентированных НРБ-99. Так, содержание 90Sr и wCs в атмосферном воздухе г. Москвы составляет 1-Ю" и 2-Ю" Бк/м при допустимой объемной активности 2,7 и 27 Бк/м соответственно. Гигиенические требования к содержанию природных и искусственных радионуклидов в почве и донных отложениях в действующих санитарно-законодательных документах не установлены. По этой причине радиационно-экологическое состояние почвы и донных отложений оценивают сравнением с контрольными уровнями, утвержденными местными органами Госсаннадзора на основании средних данных. Поэтому в 1995 г. для оценки радиоэкологического состояния объектов окружающей среды г. Москвы были разработаны и утверждены «Уровни контроля за содержанием радионуклидов в окружающей среде г. Москвы» (далее - «Уровни контроля, 1995 г.») [77]. Разработка «Уровней контроля, 1995 г.» вьшолнена на основании имеющихся на тот момент данных радиоэкологического мониторинга г. Москвы. При обосновании были выбраны следующие критерии: общая дополнительная годовая доза облучения человека от природных и искусственных радионуклидов не должна превышать 0,2 мЗв/год, доза облучения легких - 0,6 мЗв/год; - дополнительная доза облучения от привнесенных радионуклидов в основные компоненты окружающей среды не превышает 100 % от фонового облучения. В качестве основных компонентов окружающей среды с содержащимися в них дозообразующими радионуклидами приняты: - атмосферный воздух со среднегодовой ЭРОА радона и торона 2,5 и 0,35 Бк/м3 соответственно; - почва (грунт) с удельной эффективной активностью гамма-излучающих радионуклидов 100 Бк/кг, что соответствует эквивалентной мощности дозы 0,1 мкЗв/ч (на высоте 1 м с учетом космического излучения).
Определение фонового содержания радионуклидов и тяжелых металлов в почве
Эта территория находится в области грядово-холмистого конечно-моренного рельефа московского оледенения, сложена моренными валунными суглинками, которые представляют собой однообразную толщу мощностью 20 - 25 м и морену, многократно переслаивающуюся с грубыми валунными песками. Почва территории дерново-подзолистая. По механическому составу пробы в основном представлены средним и тяжелым суглинками, встречались супесь и глины.
Характеристика радионуклидного состава почв, содержание основных макроэлементов и присутствующих в значимых количествах тяжелых металлов, а также существующие критерии оценки представлены в табл. 8.
С использованием статистик Стьюдента и Фишера проведено сравнение выборок по пробам, отобранным на поверхности и глубине 0,2 м, относительно средней активности радионуклидов и содержания химических элементов. Как показало сравнение, достоверно при высоком уровне значимости (р=0,001) различается только активность 137Cs. В пробах, отобранных на поверхности, она составляет 10±4 Бк/кг, на глубине 0,2 м - 4±2 Бк/кг, что соответствует среднему содержанию в почве Московского региона и обусловлено глобальными выпадениями и аварией на Чернобыльской АЭС. Основная доля 137Cs содержится в поверхностном слое [27]. Среднюю удельную активность 137Cs, равную 10±4 Бк/кг, рекомендуем принять как фоновую для поверхностного слоя почв данного региона.
Различия удельной активности природных радионуклидов Ra, К и Th и содержания химических элементов в поверхностном слое и на глубине 0,2 м статистически недостоверны и носят случайный характер. Поэтому дальнейший анализ результатов измерений проводили без учета глубины отбора пробы. Среднее содержание в почве составило, Бк/кг: 226Ra 30±2,40К 660±20,232Th 40±2. Коэффициенты вариации - 18% для 40К и 232Th, 21% для Ra свидетельствуют о незначительном разбросе удельной активности в почве и отсутствии участков загрязнения. Полученные значения соответствуют фоновым для почвенно-растительного слоя (0 - 0,2 м) Москвы [89]. Максимальная удельная активность радионуклидов укладывается в интервал За и не является аномально высокой для данной территории. Повышенная удельная активность природных радионуклидов приурочена к участкам территории с высоким содержанием в почве глинистой фракции. По содержанию макроэлементов химический состав проб соответствует породам Валдайской морены [90]. Степень химического загрязнения почвы оценивали по суммарному показателю загрязнения (Zc) и коэффициенту техногенной концентрации элемента (Кс). В качестве фонового в расчетах использовали региональное фоновое содержание элементов в дерново-подзолистой почве Москвы и Подмосковья [91], при отсутствии таких данных -среднее содержание элементов в осадочной породе [92].
В исследуемых пробах почвы Zc 8, что соответствует минимальной категории загрязнения почвы [78]. По коэффициенту техногенной концентрации выделен следующий ряд возможных элементов-загрязнителей обследуемой территории: Sr Ва Zr Со V Ni Zn Cr Pb Cu.
Региональное фоновое содержание стронция в дерново-подзолистой почве Москвы и Подмосковья в 16 раз меньше, чем в осадочных породах. Содержание стронция, полученное в исследованиях, изменяется в пределах ПО - 150 мг/кг со стандартным отклонением 10. Это свидетельствует о том, что его концентрация на всей территории примерно одинакова и превышает региональное фоновое почти в 5 раз, но более чем в 3 раза ниже среднего в осадочных породах. Поэтому полученное среднее содержание 120 мг/кг предложено использовать как фоновое в почве Московского региона.
Региональное фоновое содержание бария в дерново-подзолистой почве Москвы и Подмосковья в 3,5 раза меньше по сравнению с осадочными породами. Максимальное содержание в исследуемых пробах составило 750 мг/кг, минимальное 510 мг/кг, что в 2 раза превышает региональное фоновое, но ниже среднего содержания в осадочных породах. Среднее содержания бария 610 мг/кг предложено использовать как фоновое в почве Московского региона.
Повышенное содержание циркония характерно для покровных суглинков центральных районов Русской равнины [90]. Среднее содержание циркония в пробах почвы исследуемой территории в 2 раза превышает среднее в осадочных породах. Фоновое содержание в исследуемом регионе неизвестно, поэтому полученное среднее значение 460 мг/кг предложено использовать как фоновое в почве Московского региона.
На исследуемой территории среднее содержание кобальта составляет 15 мг/кг, что ниже предельно допустимой концентрации и меньше среднего в осадочных породах, но почти в 2 раза превышает региональное фоновое. Полученное значение 15 мг/кг рекомендовано как фоновое.
Среднее содержание ванадия в исследуемой почве превышает региональное фоновое для дерново-подзолистой почвы Москвы и Подмосковья, но ниже среднего в осадочных породах и предельно допустимой концентрации. Содержание 85 мг/кг предложено принять как фоновое.
Выявленные в исследуемой почве тяжелые металлы, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, были отнесены к одному из трех классов опасности в соответствии с табл. 5.
Из табл. 5 и 8 видно, что среднее содержание таких элементов-загрязнителей, как цинк (55 мг/кг) и свинец (25 мк/кг), которые относятся к первому классу опасности, находится на уровне региональных фоновых значений (50 и 26 мк/кг, соответственно), но ниже предельно допустимой концентрации. Содержание элементов, относящихся к второму и третьему классам опасности, находится на уровне региональных фоновых значений. Они намного ниже предельно допустимой концентрации. Цирконий не отнесен ни к одному классу опасности. Поскольку предельно допустимая концентрация стронция, бария и циркония в почве не установлена, для анализа было использовано удвоенное содержание элемента в осадочной породе, мг/кг: Sr 900, Ва 1600, Zr 440, как это рекомендовано в работе [93]. В почве исследуемой территории содержание стронция и бария значительно ниже этих значений, содержание циркония находится на уровне предельно допустимой концентрации. Исходя из рассчитанных для стронция, бария и циркония коэффициентов вариации (6, 8 и 16 % соответственно), видно, что содержание этих элементов однородно, разброс значений относительно среднего невелик.
Оценка содержания каждого из возможных элементов-загрязнителей с учетом класса опасности элемента и суммарного показателя загрязнения позволяет в соответствии с табл. 3 определить категорию химического загрязнения почвы. Содержание тяжелых металлов в исследуемой почве находится в интервале от фонового до предельно допустимого, что соответствует категории «чистая» и дает возможность использования без ограничений [78].
На основании проведенных исследований определены фоновые содержания радионуклидов, тяжелых металлов и рассчитаны и предложены оценочные предельно допустимые концентрации стронция, бария и циркония в почве (табл. 9).
Полученные содержания радионуклидов и тяжелых металлов предложено использовать для комплексной оценки радиационно-экологического состояния территорий с аналогичным типом почв.
Анализ изотопного состава и разрешенной годовой активности используемых открытых источников ионизирующего излучения
Как видно из рисунка 15, при переходе от типа донных отложений «Песок» к типу «Ил» изменяются значения радиационных параметров.
Попарно выполненное сравнение выборок каждого из типов грунта с применением критерия Колмагорова-Смирнова показало существование различий между выборками с высоким уровнем статистической значимости (р 0,001). Для 40К при сравнении выборок «Песок+Ил» и «Песок» вероятность составила р 0,025, что при заданном уровне статистической значимости (р=0,05) позволило принять гипотезу о существовании различий между выборками. Отсутствие различий между выборками «Ил+Песок» и «Песок+Ил» получено для 137Cs, уровень статистической значимости составил р 0,1.
Среднестатистическое описание радиационных параметров для различных типов донных отложений приведено в табл. 20.
Как видно из представленных в таблице данных наибольшие удельные активности природных радионуклидов и техногенного U7Cs отмечаются в донных отложениях типа «Ил», что обусловлено их высокой сорбционной способностью и поглотительной емкостью. В результате исследований экспериментальных водоемов Марей А.Н. установлено, что коэффициент накопления Cs для илистого грунта в 8 раз выше, чем для песчаного [9]. Полученные нами результаты также показывают, что в донных отложениях типа «Песок» активность Cs минимальна, в типе «Ил» - максимальна. Типы илов, выделенные как «Ил+Песок» и «Песок+Ил» занимают промежуточное значение и показывают, что с увеличением содержания ила увеличивается удельная активность донных отложений. Содержание в них 137Cs достоверно выше, чем в песках, и ниже, чем в илах. Удельная активность природных Ra и Th в песчаных отложениях в 2,5 раза ниже, чем в илах. В зависимости от преобладающей фракции соотношение по типам «Ил»:«Ил+Песок»:«Песок+Ил»:«Песок» составляет соответственно 2,5:2:1,5:1. Отличия между типами донных отложений по удельной активности 40К связаны с природным относительно высоким содержанием радионуклида в органической части илов.
Полученные результаты анализа данных позволили заключить, что при оценке удельной активности радионуклидов в донных отложениях следует принимать во внимание их механический состав.
На основании массива данных для каждого из судоходных объектов Московского региона определены средние значения удельной активности радионуклидов в зависимости от типа механического состава донных отложений. Полученные значения предложено использовать в качестве фоновых для оценки антропогенного воздействия на водный объект. Результаты представлены в Приложении (см. Приложение 1-5). Сравнение радиационных параметров донных отложений исследуемых водных объектов Московского региона было выполнено, на основе однотипных по механическому составу проб, представленных илами. На рис. 16 для каждого из водных объектов показаны средние значения удельной активности радионуклидов в донных отложениях типа «Ил».
При сравнении выборок радиационных параметров для каждого из объектов использовали критерий Колмагорова-Смирнова. Результаты проверки статистических гипотез о наличии различия средних значений при уровне значимости р=0,05 показали: - По удельной эффективной активности радионуклидов выделяются донные отложения р. Волги, где удельные активности Ra и Th характеризуются наименьшими по региону средними значениями. Между донными отложениями объектов Канал им. Москвы, р. Москва в черте города и ниже границы, р. Ока различия отсутствуют (р 0,1). - При р 0,001 получены различия между донными отложениями Канала им. Москвы и р. Москвы в городе по удельной активности Ra. Донные отложения р. Москвы в черте города показали наибольшее среднее значение. - Различия между выборками по Cs получены при уровне статистической значимости р 0,05 для объектов р. Москва в черте города и в области. Донные отложения р. Москвы ниже границы города (р. Москва в области) характеризуются наименьшим по региону средним значением. Удельная активность Cs по объекту р. Ока не была выделена как отличная от других вследствие высокого разброса данных относительно среднего значения (среднее квадратическое отклонение составляет 10 Бк/кг). На основании представленных данных комплексной оценки радиационного состояния судоходных объектов негативного влияния мегаполиса Москва на водные объекты, расположенные ниже по течению не выявлено. Для оценки воздействия РОО г. Москвы, представляющих потенциальную угрозу радиационного и токсичного загрязнения водного бассейна, необходимо более подробно рассмотреть радиационно-гигиеническую характеристику р. Москвы в черте города. Вывод В данной главе проведена характеристика радиационного состояния водных объектов Московского региона. Среднее значение МЭД ГИ над поверхностью воды судоходных объектов Московского региона соответствует 0,06 мкЗв/ч при стандартном отклонении 0,02 мкЗв/ч. На фоне всех водных объектов вьщеляется р. Москва в черте города. Максимальные значения обусловлены геометрией измерения и наличием гранитного обрамления при небольшой ширине водного объекта (город, канал).
Среднее значение удельной суммарной альфа-активности поверхностных вод без учета проб с активностью ниже МДА составило 0,04 Бк/л при стандартном отклонении 0,02 Бк/л. Величина удельной бета-активности в воде исследуемых поверхностных водных объектов колеблется в пределах 0,01+0,55 Бк/л, среднее значение составило 0,12 при стандартном отклонении 0,06 Бк/л. Удельные активности природных и техногенных радионуклидов согласуются с данными об особенностях поведения радионуклидов в условиях поверхностных водоемов. Наибольшие содержания 90Sr (0,0067 Бк/л), 226Ra (0,005 Бк/л) и 228Ra (0,0011 Бк/л) отмечены в водохранилищах Канала им. Москвы (Икшинское, Пестовское и Химкинское). Наибольшее среднее содержание 137Cs (0,0077 Бк/л) получено на участке р. Москвы в черте города. При этом воды соответствуют требованиям радиационной безопасности, а удельные активности радионуклидов ниже установленных гигиенических нормативов на 3 порядка и более. Значимых активностей 3Н в воде реки не обнаружено.
![Гигиеническая оценка опасности загрязнения свинцом окружающей среды Ямальского региона [Электронный ресурс]](/i/i/4348/186444.png "Гигиеническая оценка опасности загрязнения свинцом окружающей среды Ямальского региона [Электронный ресурс] Захарина Татьяна Николаевна")
